一种室内模拟海洋浪溅区环境的喷淋试验方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种室内模拟海洋浪溅区环境的喷淋试验方法，首先确定试验中单次喷淋循环过程的干湿比例R；确定试验中单次喷淋循环过程中的干燥时间；根据干湿比例R和干燥时间确定单次喷淋循环过程中的喷淋时间；然后根据单次喷淋循环过程中的干燥时间与喷淋时间确定单次喷淋循环过程中的持续时间，即单次试验周期；最后根据单次喷淋循环过程中的持续时间和预设试验总时间确定喷淋试验过程的总循环次数。本发明专利技术提供的方法，能模拟真实海洋潮汐环境特征，为海洋腐蚀试验提供了合理的模拟参数，通过恰当的干湿时间和频率获取前期研究的较为准确的试验数据，为室内开展模拟海洋浪溅区环境提供参数化依据，解决传统试验对于参数确定依据不足的问题。

A spray test method and system for indoor simulation of marine splash environment

【技术实现步骤摘要】
一种室内模拟海洋浪溅区环境的喷淋试验方法及其系统
本专利技术涉及混凝土腐蚀模拟试验
，特别是一种室内模拟海洋浪溅区环境的喷淋试验方法及其系统。
技术介绍
由于在腐蚀性环境中，混凝土结构由于离子侵入而引起钢筋锈蚀、混凝土膨胀开裂等现象，致使混凝土构件承载力降低而提前失效，甚至造成混凝土结构被破坏，特别是一些海洋交通运输基础设施，受到海水的周期润湿，长期处于干湿交替状态,以及波浪冲击等因素作用，腐蚀特别严重。浪溅区的腐蚀速度可比海水中高出3～10倍。因此国内外对海洋钢结构浪花飞溅区的防腐技术都十分关注。为了研究混凝土在浪溅区环境下腐蚀过程，往往需要模拟不同材料的构件在浪溅区环境作用下的腐蚀过程。目前，传统的模拟过程，往往由于模拟因素单一且相对静止，与真实海洋潮汐区环境特征有较大差距，尚不能为海洋腐蚀试验提供合理前期研究数据支持；且模拟过程中由于模拟参数包括干湿时间和频率设置不合理，造成试验数据不理想，甚至无法得到准确的结果。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种室内模拟海洋浪溅区环境的喷淋试验方法,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室内模拟海洋浪溅区环境的喷淋试验方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1：确定试验中单次喷淋循环过程的干湿比例R；/nS2：确定试验中单次喷淋循环过程中的干燥时间td；/nS3：根据干湿比例R和单次喷淋循环过程中的干燥时间td确定单次喷淋循环过程中的喷淋时间tsp；/nS4：根据单次喷淋循环过程中的干燥时间td与喷淋时间tsp确定单次喷淋循环过程的持续时间t，即单次试验周期；/nS5：通过确定得到的单次喷淋循环的持续时间t，以及设定的总试验时间T，按照公式n＝T/t计算得到喷淋试验过程的总循环次数n。/n

【技术特征摘要】
1.一种室内模拟海洋浪溅区环境的喷淋试验方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：确定试验中单次喷淋循环过程的干湿比例R；
S2：确定试验中单次喷淋循环过程中的干燥时间td；
S3：根据干湿比例R和单次喷淋循环过程中的干燥时间td确定单次喷淋循环过程中的喷淋时间tsp；
S4：根据单次喷淋循环过程中的干燥时间td与喷淋时间tsp确定单次喷淋循环过程的持续时间t，即单次试验周期；
S5：通过确定得到的单次喷淋循环的持续时间t，以及设定的总试验时间T，按照公式n＝T/t计算得到喷淋试验过程的总循环次数n。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S1中的干湿比例R是按照以下步骤来确定的：
S11：根据浪溅区的定义并结合工程结构物的高水位和低水位，计算得出拟模拟的海洋浪溅区环境下界；
S12：确定海洋浪溅区环境的波浪波高H，通过选定的波面方程计算出不同时刻的波面高程；
S13：结合拟模拟海域的潮位历时曲线，根据不同时刻的波面高程与该时刻对应的潮位数值，确定同时考虑波浪和潮位要素的波面高程数据；
S14：根据波面高程数据与浪溅区下界高程，确定暴露于海洋浪溅区环境内混凝土构件的浸润时间Tw(拟模拟海域中的混凝土构件在总时间Tt中处于浸润状态下的时间)；
S15：按照以下公式计算得到暴露于海洋浪溅区环境内的混凝土构件在总时间Tt内的干燥时间Td(拟模拟海域中的混凝土在总时间Tt中处于干燥状态下的时间)：
Td＝Tt-Tw；
干湿比例R＝Td/Tw；
其中，Tt为采用拟模拟海域的潮位及波浪统计参数所对应的总时间。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S2中的单次喷淋循环过程中的干燥时间td按照以下步骤来确定：
S21：根据拟模拟的海洋浪溅区试验环境要素计算混凝土表面水分的蒸发速率；
S22：根据混凝土表面水膜厚度和蒸发速率计算出经过喷淋后混凝土试件表面水膜蒸发所需要的时间，将混凝土表面水分的蒸发时间作为理论单次喷淋循环过程中的干燥时间td1。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：还包括以下步骤：
S23：所述混凝土表面水分的蒸发时间可通过室内预试验进行验证；具体按照以下步骤：
S231：对混凝土试件进行浸泡，使试件处于完全饱水状态，然后把试件放在室外干燥环境直至试件表面出现灰白色，将此状态确定为初始干燥状态；
S232：按照试验设定的喷淋时间对混凝土实施喷淋试验，在放置试件时，使试件按设定倾斜坡度；
S233：当预设的喷淋时间结束后，让试件在试验环境中自然干燥，记录试件再次达到初始干燥所需时间；
S234：将预试验测得的单次喷淋循环过程中的干燥时间td2与步骤S22中理论计算得到的单次喷淋循环过程中的干燥时间td1进行对比，验证计算结果的正确性，最后确定试验单次喷淋循环过程中的干燥时间td。


5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤S21中的蒸发速率是按照以下公式进行计算的：
Ew＝0.313(esw-resa)(0.253+0.216V)



式中，
Ew为水的蒸发速率，kg/(m2·h)；
V为风速，m/s；
esw为混凝土表面饱和蒸气压，kPa；
esa为空气蒸汽压，kPa；
es为混凝土表面蒸气压，kPa；
r为相对湿度，％；
T为温度，℃。

...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴林键，马原飞，林承，安凌志，阳晨，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50